6. Stress, Strain

위덕대학교박상영

6장에서배울내용

1. 스트레스의형태

2. 스트레인의형태

3. 스트레스와스트레인의관계(뻣뻣함과탄력성: stiffness & elasticity)

새로접하게될단어들

스트레스, 스트레인, 탄력성, 가소성, 뻣뻣함, 점탄성, 틱스트로피

Stress, Strain

스트레스: 단위영역마다물질에가해지는힘

Nm-2(N/m2)

= 압력

스트레스는다양한방향으로물질에작용

Stress

•미는스트레스

•물체의축방향으로누르거나짜내는힘

•인체의압박스트레스: 중력

•선자세, 앉은자세, 누운자세

압박 스트레스 compressive stress

당기는스트레스

물체의축방향으로잡아당기거나펴는힘

근육의수축시힘줄의당김스트레스

스트레칭시근육과힘줄의당김스트레스

쇼핑백

장력 스트레스 tensile stress

표면과평행한방향(수평면)으로작용하는힘

관절의전단력은관절연골에서예방

인체관절의미끄러짐(sliding), 회전(rolling)

전단 스트레스 shear stress

압박 + 장력스트레스

+ 굽혀지는물체의층은미끄러짐(전단력) 발생

굽힘 스트레스 bending stress

전단

회전하는운동은실제인체의다른지점에서전단스트레스발생시켜

방향을다르게한다

토크 스트레스 or 회전성 스트레스

전단력

앞, 뒤수평적요인은발허리뼈머리에서어떤스트레스를발생?

수직요인은발허리뼈머리에서어떤스트레스를발생시키는가?

굽힘(bending)토크(torsional)전단(shearing)압박(compressive)

반복적인스트레스는무엇을발생시키는가?굳은살유발(반복압박력- 티눈, 반복전단력- 물집, 피부손상)

스트레스

스트레스

정강뼈의움직임에서관절표면은어떤스트레스를받는가? 전단스트레스

전방십자인대는어떤스트레스를받는가? 장력스트레스

강한태클은전방십자인대에어떻게작용하는가? 인대의약한부분에서찢어짐(뼈접합부)

Box 6.2 실습

스트레스

발목힘줄의스트레인

길이의변화를원래치수로나누어계산

양적스트레인(장력), 음적스트레인(압박)

스트레스조건에서인체형태의상대적인변화

예시 1) 12cm 길이의밴드를 17cm으로늘렸을때

5/12cm = 0.4167 ⇒ 41.67%의장력스트레인발생

예시 2)10cm의찰흙을통해넣어 8cm까지눌렀을때

-2cm/10cm = -0.2 ⇒ -20%의압박스트레인발생

스트레인 strain

뻣뻣함 stiffness = 스트레스/스트레인 = 탄성률(세로탄성계수)

스트레스(Y축)에따라스트레인(X축)의움직임이적으면더뻣뻣함

탄성단계: 항복점이전에스트레스를멈추면원래대로돌아감항복점(yield point): 찢어짐(tearing) 의미플라스틱단계: 항복점이상으로스트레스주면파괴(영구적변화)

스트레스-스트레인 관계와 뻣뻣함

S= absolute strengthY= yield pointF= failure

• 스트레스가가해지는속도는물질의뻣뻣함을변경한다

• 스트레스의속도가느려지면스트레인이증가한다

• 인체의근육

물질의약간다른특성들

• 피로: 반복적인스트레스로인한구조적손상(예: 피로골절)

• 물질강도: 깨지기전에물질이견딜수있는스트레스의양

스트레스-스트레인 관계와 뻣뻣함